Шасси автомобиля. Элементы расчета и эксплуатационная надежность

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра «Автомобили и технологические машины»

ШАССИ АВТОМОБИЛЯ. ЭЛЕМЕНТЫ РАСЧЕТА

И ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ НАДЕЖНОСТЬ

Методические указания по выполнению курсового проекта

для студентов направления подготовки 23.03.03 профиль «Автомобильный сервис»

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2016

1

Составители: М.Ю. Петухов, Е.В. Васькина

УДК 629.3.023.1-043.61(072.8) Ш27

Шасси автомобиля. Элементы расчета и эксплуатационШ27 ная надежность : метод указания по выполнению курсового проекта для студентов направления подготовки 23.03.03 профиль «Автомобильный сервис» / сост. М.Ю. Петухов, Е.В. Васькина. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн.

ун-та, 2016. – 25 с.

Даны методические указания по выполнению курсового проекта для студентов автодорожного факультета технического вуза.

УДК 629.3.023.1-043.61(072.8)

© ПНИПУ, 2016

2

карандашом или черной тушью в соответствии с правилами ЕСКД и ЕСТД. Самостоятельное изготовление чертежей с помощью автоматизированных систем проектирования AutoCAD, КОМПАС или им подобных приветствуется, но преподаватель вправе проверить самостоятельность их выполнения. Чертежи обычно состоят из сборочного чертежа механизма, узла или агрегата автомобиля, сопровождаемого дополнительными видами, разрезами или сечениями, из которых можно понять функционирование измененной, модернизированной конструкции. Также возможно представление рабочих чертежей деталей разработанной конструкции.

Для публичного выступления студент готовит презентацию в формате MS PowerPoint, отражающую содержание разделов пояснительной записки и направленную на анализ и реализацию технических решений, примененных в курсовом проекте.

ТЕМАТИКА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Студент выбирает тему курсового проекта самостоятельно, руководствуясь собственным интересом к проблеме, личными предпочтениями, возможностью сбора исходного материала, а также другими соображениями. Главное требование – самостоятельность его выполнения.

В качестве объекта проектирования в курсовом проекте обыч-

в качестве объекта может быть выбран не только сам агрегат, но и управление им, например его привод. Предметом или решением курсового проекта является совершенствование конструкции, т.е. ее модернизация с целью получения новых свойств, например, увеличение крутящего момента, передаваемого сцеплением, в связи с форсированием двигателя автомобиля или модернизация тормозной системы в связи с повышением тягово-скоростных свойств автомобиля. Каждое из решений должно быть направлено на обеспечение заданных показателей эксплуатационной надёжности.

4

Вкачестве объекта проектирования может быть также выбран испытательный стенд для исследования узла или агрегата шасси автомобиля, например, стенд для исследования работы синхронизаторов коробок передач. Это не противоречит задачам курса, поскольку для создания стенда студенту необходимо изучение особенностей работы механизма с целью их последующего воспроизведения при испытаниях. Данное направление в проектировании является предпочтительным, поскольку может быть направлено на совершенствование лабораторной базы кафедры «Автомобили

итехнологические машины».

Вцелом направленность тем курсовых проектов по дисциплине «Шасси автомобиля. Элементы расчета и эксплуатационная надежность» соответствует ее содержанию и обычно выполняется по темам:

сцепление и его привод;

коробки передач и дистанционный привод их управлением;

карданные передачи;

дифференциалы и их блокировка;

рулевое управление;

тормозные системы;

подвеска автомобиля.

На самом деле допустима любая реализация творчества в рамках автомобильной механики, например: проект стеклоочистителя с увеличенной зоной очистки лобового стекла; проект механизма специфического открываниядверей(Ламбо двери, Крылочайки) и др.

Расчетное время выполнения курсового проекта невелико, поэтому приветствуется создание групп студентов не более 3 человек, в задачи которых входит разработка проекта относительно сложных конструкций с объемными расчетами и значительным количеством чертежей.

Перспективным и интересным направлением реализации курсового проекта является участие студента в разработке болидов «Формула Студент» (http://www.fs-russia.ru/). Создавая реальный проект и работая в команде единомышленников, студент приобре-

5

тает навыки работы, позволяющие ему достичь больших возможностей, чем работая над типовым учебным проектом.

Курсовые проекты, ориентированные на решения практически значимых задач, актуальной направленности могут быть развиты и продолжены в других учебных курсах, а также при итоговой аттестации студента. Интересные с практической точки зрения разработки могут служить основой для научных исследований.

ОБЩИЙ ПОДХОД К АНАЛИЗУ КОНСТРУКЦИЙ

Для начала вспомним два известных понятия: анализ и синтез. Из толкового словаря русского языка С.И. Ожегова:

АНАЛИЗ – метод исследования путем рассмотрения отдельных сторон, свойств, составных частей чего-нибудь.

СИНТЕЗ – метод исследования явления в его единстве и взаимной связи частей, обобщение, сведение в единое целое данных, добытых анализом.

Совершенствование выбранной конструкции невозможно без ее анализа, хотя бы с позиций современного развития техники. На рис. 1 представлено совершенствование конструкции двухмассового маховика фирмы LuK в течение 20 лет.

Рис. 1. Совершенствование конструкции двухмассового маховика

Составные части такого маховика неизменны, это: две массы, пружинно-демпферная система, элементы установки и центрирования масс. Анализ, т.е. рассмотрение составных частей, позволяет

6

установить, в каком направлении идет совершенствование. Вопервых, происходит снижение массы. Во-вторых, изменяется технология изготовления составных частей, позволяющая минимизировать затраты на производство. В-третьих, упругая система претерпевает существенные изменения, связанные с увеличением как диаметра пружины, так и радиуса ее расположения, благотворно влияющих на способность демпфирования крутильных колебаний. Изначально установка центрирующего сдвоенного подшипника была заменена установкой подшипника скольжения, повысившего надежность двухмассового маховика, но при этом появились задачи взаимной осевой фиксации масс маховика, которую ранее выполнял радиальный шариковый подшипник, обладающий такой возможностью.

Следует заметить, что описание конструкции, раскрывающее ее работу, несмотря на перечисление составных частей, не является анализом конструкции, так как отсутствует рассмотрение отдельных сторон или свойств этих частей. Также в этом случае обычно исключаются функциональные связи между элементами. Тем более, что многократно повторенный процесс описания различных конструкций одинакового назначения так и остается всего лишь описанием различных конструкций.

К задачам анализа обычно относятся:

определение функциональных особенностей составных

частей;

определение количественных и качественных показателей составных частей;

оценка эффективности использования составных частей;

обобщение результатов анализа.

Под синтезом обычно понимается процесс создания нового объекта путем совершенствования предшествующей конструкции, например, с целью снижения стоимости изготовления. При этом происходит обобщение тенденций развития и совершенствования конструкций, полученных при их анализе. Целью синтеза является совершенствование существующего изделия (прототипа) на основе выявленных недостатков, атакже появления новых задач итребований.

7

Выполненный анализ конструкции позволяет выбрать прототип, отвечающий установленным требованиям. Он также дает возможность изучить особенности функционирования прототипа и, наверное, обнаружить недостатки в работе. Анализ того, как подобные конструктивные решения обеспечивают функционирование аналогов, исходя из установленных критериев, позволяет провести их сравнение и ранжирование.

ОБЩИЙ ПОДХОД К ВЫБОРУ МЕТОДИК РАСЧЕТА

Как правило, при выполнении расчетов следует использовать методики, изложенные в дисциплине «Шасси автомобиля. Элементы расчета и эксплуатационная надежность». При обосновании расчетных нагрузок в узлах и агрегатах автомобиля необходимо использовать методики расчетов, изученные ранее в дисциплине «Математические модели транспортных и технологических машин». Также допускается применение других методик с обязательной ссылкой на их источник. Список рекомендуемой литературы приведен в конце указаний.

Расчет элементов конструкции обычно включает проектировочные и поверочные расчеты основных элементов конструкции, определяющих ее работоспособность. Объем расчетов согласовывается с руководителем проекта и оговаривается в задании.

Расчет элемента конструкции должен содержать:

краткое описание используемой методики расчета, а также ссылку на источник;

обоснование выбора расчетных нагрузок;

изображение расчетной схемы;

выбор материалов и установление их характеристик;

расчетные формулы с расшифровкой компонентов и обоснованием выбора численных значений коэффициентов;

результатырасчета с выводом о работоспособностиэлемента. При значительном объеме расчетных работ допускается вы-

полнение только отдельных элементов расчета, что должно быть оговорено в задании.

8

Разрешается использовать компьютерные возможности акцентирования внимания на определенных терминах, формулах, применяя шрифты разной гарнитуры.

Опечатки, описки и графические неточности допускается исправлять аккуратной подчисткой или закрашиванием белой краской и нанесением на том же месте исправленного текста (графики) машинописным способом или черными чернилами, пастой или тушью рукописным способом.

Страницы пояснительной записки имеют сквозную нумерацию арабскими цифрами, начиная с титульного листа. Номер страницы проставляют в центре нижней части листа без точки. Номер страницы на титульном листе не проставляется. Бланки задания на проект в сквозную нумерацию не включаются. Иллюстрации и таблицы, расположенные на отдельных листах, включают в общую нумерацию страниц пояснительной записки.

Пояснительная записка должна быть выдержана в стиле письменной научной речи, для которой характерно использование конструкций, исключающих употребление местоимений «я», «мы». Следует использовать такие предложения, как: «Вначале произво-

дится выбор факторов для анализа, а затем устанавливается их влияние на ….»; формы изложения от третьего лица: «Автор пола-

гает…»; безличные предложения: «Разработан комплексный подход к исследованию…».

В пояснительной записке нельзя использовать разговорнопросторечную лексику, необходимо использовать терминологию. Именно правильная терминология в первую очередь позволяет оценить степень подготовки выпускника. Важнейшим средством выражения смысловой законченности, целостности и связанности научного текста является использование специальных слов и словосочетаний. Эти слова позволяют отразить:

последовательность изложения мыслей (прежде всего …, за-

тем …, вначале…, во-первых …, во-вторых…, значит …, так …);

переход от одной мысли к другой (прежде чем перейти

к…, обратимся к …, рассмотрим …, необходимо рассмотреть … остановимся на …,);

10